(国电环境保护研究院江苏南京210031)
摘要:本文重点分析了脱硫系统无旁路运行时的存在问题,并提出了应对措施。为电厂采用脱硫无旁路运行技术,保证机组安全稳定运行提供了有益的经验。
关键词:脱硫旁路;取消旁路;措施
脱硫旁路的作用
①锅炉启炉或低负荷稳燃时,烟气走旁路,不让含有未燃尽油污、碳粒和高浓度粉尘的烟气进入到脱硫系统中,对脱硫系统设备和浆液造成污染。
②在进入脱硫系统的烟气参数异常时(如烟气超温、入口粉尘浓度过高等),开启旁路烟道挡板门,烟气由旁路直接进入烟囱排放,不进入脱硫吸收塔,保护脱硫装置。
③当脱硫系统设备故障无法正常运行时,打开旁路烟气挡板门,使脱硫系统解列,脱硫装置被旁路隔离,不对电厂主机的运行产生影响。
提高脱硫系统的可靠性措施
从设备和设计裕量上提高脱硫系统的可靠性与适应性,使脱硫系统的可用率达到与主机一致的水平。
1)首先要控制燃煤品质,使燃煤含硫量、灰分、发热量等重要参数在设计范围之内。
2)建议采用双管路供浆,即采用2台供浆泵(1用1备)、2条供浆管道(1用1备)供浆,不致于因供浆管道磨损影响脱硫系统投运。
3)建议采用双管路排浆,不致于因排浆管道磨损影响脱硫系统投运。
4)建议将增压风机、烟气系统挡板等纳入主机控制系统。
5)建议将3台吸收塔搅拌器接入保安电源,将事故状态下对吸收塔造成的危害降到最低。
6)取消两套脱硫系统的GGH,对烟囱进行防腐处理,脱硫系统可靠性将会大大提高。
7)吸收塔入口烟道增加事故喷淋装置。
应对脱硫系统入口烟气异常措施
1)事故喷淋系统应对烟气超温:
例如,电厂脱硫系统设计入口烟温为115℃,在事故状态下,烟气脱硫装置能承受170℃(每次不超过20min,锅炉空气预热器故障)。当温度达到170℃时,全流量的旁路挡板应立即打开(进口、出口挡板门关闭,脱硫装置退出运行)。
取消旁路后,当吸收塔入口烟气超过设计值时,应快速启动事故喷淋系统,当设备故障时(如:空预器故障等),应快速启动事故喷淋系统,故障设备无法立即恢复运行时,锅炉MFT,事故喷淋继续运行至烟温下降到正常值。
当3台循环泵失电时,快速启动事故喷淋系统,同时启动除雾器冲洗系统;3台循环泵失电后延时30分钟,锅炉MFT。当事故喷淋系统较长时间运行时,应警惕吸收塔浆池液位。
2)应保证吸收塔入口烟气粉尘含量处于正常值,高粉尘含量会对除雾器、吸收塔浆液造成危害。当除尘器故障时,应立即降负荷或锅炉MFT,除尘器短时间内无法恢复正常时,锅炉MFT。还应控制燃煤品质和保证除尘器的效率,使脱硫系统入口粉尘浓度在设计值之内,否则长时间超设计粉尘浓度运行也会对吸收塔设备和浆液造成危害。
取消旁路后的控制逻辑
(1)锅炉启动顺序
当取消旁路后,脱硫吸收塔成为烟气的必经通道,在锅炉启炉阶段烟气就必须从塔内经过。若还是按设置旁路的启动顺序,不经除尘的高浓度飞灰必然将吸收塔浆液严重污染,因此,必须对锅炉启动的顺序进行更改。
为减少锅炉启动阶段未燃尽碳粒和飞灰对吸收塔的污染,要求锅炉投入煤粉前,电除尘器和干除灰系统已具备投入条件,电除尘器大梁绝缘支柱套管及放电极绝缘室加热提前24小时投入。在锅炉投入煤粉前,投入电除尘器第一、二电场,控制二次电压限流运行,并严格控制烟气中的O2量,防止电除尘器的内部燃烧;在投入电除尘器后,还应投入脱硫系统。
建议的启动步骤为:(设置增压风机旁路的启动顺序)
1)检查、试验吸收塔入口烟道事故喷淋系统;
2)吸收塔注清水;
3)启动吸收塔搅拌器系统;
4)启动氧化空气系统;
5)启动送、引风机(此时关闭一台增压风机入口挡板和出口挡板,开启另一台增压风机出入口挡板);待烟风系统稳定后,启动入口挡板门关闭那台增压风机);
6)锅炉点火启动;(此时不投入浆液循环泵运行,以减轻浆液“中毒”的程度,但连续投入除雾器冲洗水,减轻除雾器玷污)
7)当电除尘入口烟温达到80℃,且在锅炉投入煤粉燃烧之前,投入电除尘运行;
8)投入电除尘后,马上投入浆液循环泵运行;
9)一边连续排空吸收塔内的液体,一边连续注入新鲜的浆液。
事故喷淋系统控制逻辑
1)当2台及以上浆液循环泵运行时
在浆液循环泵的正常运行状态,2台及以上的浆液循环泵运行时:
①当脱硫装置入口烟温大于165℃或吸收塔出口烟温大于65℃,启动一路事故喷淋;当脱硫装置入口烟温小于等于165℃并且吸收塔出口温度小于等于65℃,自动停止事故喷淋。
②当脱硫装置入口烟温大于170℃或吸收塔出口烟温大于70℃,同时启动两路事故喷淋。
③当脱硫装置入口烟温大于180℃或吸收塔出口烟温大于75℃,同时启动两路事故喷淋,且申请锅炉降负荷运行。
④当脱硫装置入口烟温大于200℃或吸收塔出口烟温大于80℃,启炉两炉事故喷淋系统,且申请锅炉降负荷运行,如喷淋20min后,入口烟温仍然大于200℃,则锅炉MFT。
2)当仅1台浆液循环泵运行时
当浆液循环泵故障,仅1台浆液循环泵运行时:
①当脱硫装置入口烟温小于等于165℃且吸收塔出口烟温小于等于65℃时,启动两路事故喷淋系统,并申请主机降负荷运行,当20min后仍只有一台循环泵运行时,锅炉MFT。
②当脱硫装置入口烟温大于165℃或吸收塔出口烟温大于65℃时,启动两路事故喷淋系统,申请锅炉降负荷,当20min后仍只有一台循环泵运行时,锅炉MFT。
3)当全部浆液循环泵停止运行时
当全部浆液循环泵故障时,启动两路事故喷淋系统,锅炉MFT,并尽量缩短停炉后引风机的运行时间。锅炉停炉后,当吸收塔进出口温度均小于75℃时,停止事故喷淋系统运行。
以上温度和时间设定为建议值,具体温度和时间设定在事故喷淋系统改造时确定,电厂在日常运行中也可根据经验进行调整。
锅炉MFT连锁控制
在取消脱硫旁路后,锅炉MFT的连锁控制的更改主要基于以下原则:重点修改在有旁路时旁路开启的连锁控制,修改后的MFT连锁控制既要求保证主机和脱硫设备的安全,还应该尽量减少机组停炉。
除了锅炉烟风系统已有的MFT连锁,如:两台空预器停运、两台引风机停运、两台送风机停运等导致锅炉MFT外,以及以上提高的因脱硫塔入口烟气超温和循环泵停运导致锅炉MFT外,在取消旁路后,还应增加以下锅炉MFT连锁控制:(以下时间设定为建议值,具体设定值在改造工程设计时确定,电厂在日常运行中也可根据经验进行调整。)
机组降负荷运行
当某些情况下设备故障时,影响主机和脱硫系统的正常运行,但不致于造成太大的风险,为了尽量减少机组非计划停运及频繁的启停炉,可以降负荷以维持一段时间内的运行,若长时间故障无法消除,应该申请机组停炉。以下短时间内的故障可以降负荷运行例:
1)电除尘器部分电场故障、无法投入时,短时间内可以机组降负荷运行,故障电厂数量越多,降负荷幅度越大;短时间内无法恢复正常应申请停炉。
2)仅有1台氧化风机运行时,视入口SO2浓度,机组降负荷运行;当3台氧化风机均无法投运时,短时间内机组降负荷运行;短时间内无法恢复正常应申请停炉。
3)当石灰石浆液制浆或供浆系统故障无法正常供浆时,短时间内机组降负荷运行;短时间内无法恢复正常应申请停炉。
4)当石膏排出泵故障或石膏排出泵管道故障时,短时间内机组降负荷运行;短时间内无法恢复正常应申请停炉。
5)当两台真空皮带脱水机均故障无法投运时,短时间内机组降负荷运行;短时间内无法恢复正常应申请停炉。
6)当吸收塔入口SO2浓度超出系统处理能力,导致净烟气SO2排放超标时,或任一子系统(氧化系统、供浆系统、排浆系统、脱水系统等)出力不足时,机组应降负荷运行等。